DE1059136B

DE1059136B - Trennvorrichtung zum Abscheiden von Wasser aus Kohlenwasserstoffoelen

Info

Publication number: DE1059136B
Application number: DEB33652A
Authority: DE
Inventors: Harvey Ellsworth Marvel
Original assignee: Bowser Inc
Current assignee: Bowser Inc
Priority date: 1953-12-09
Filing date: 1954-12-04
Publication date: 1959-06-11
Also published as: US2800232A; GB769927A

Description

Die Trennvorrichtung zum Abscheiden von Wasser aus Kohlenwasserstoffölen, wie Benzin, Dieselöl, Heizöl, Schmieröl, Kerosin, enthält eine leicht auswechselbare Scheide- oder Trennpiatrone aus voTverdichtetem, mit Kunstharz verklebtem, faserigem, Wasser koaleszierendem Material, z. B. aus Glasfasern. Dieses Filtermaterial der Patrone soll durchgehend gleichförmig dicht und nicht adsorbierend sein, und es wird deshalb blockweise bis zu einer vorbestimmten Dichte zusammengepreßt und zur Beibehaltung dieser Dichte durch Verkleben gebunden.

Die neue Patrone ist sehr billig und wird nach Gebrauch weggeworfen. Bei ihrer Herstellung treten keine Mängel auf, die den Abscheidungswirkungsgrad der Patrone beeinträchtigen könnten.

Die Patrone hat zweckmäßig einen im wesentlichen rechteckigen, mit einer zentralen kreisförmigen öffnung versehenen Querschnitt und ist in eine Hülle oder in einen Überzug eingeschlossen. Sie wird zwischen den Stirnwänden eines die Patrone umgebenden Käfigs in Längsrichtung zusammengedrückt. An der Außenseite des Käfigs ist eine den Käfig auf der Abströmseite der Flüssigkeit umgebende Auffanghülle angeordnet, die den Käfig mit Abstand umgibt und aus zwei Abschnitten besteht. Der obere läßt kein Wasser durch, der untere Abschnitt kann, dagegen von Wasser und Kohlenwasserstofföl durchströmt werden.

Die Vorrichtung ist im folgenden Teil der Beschreibung an Hand der Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt eines Scheidebehälters mit eingesetzter Trennpatrone und der Anordnung der Flüssigkeitsleitungen,

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt der Patrone nach Linie 2-2 der Fig. 3,

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt der Patrone und

Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt der zusammengedrückten Blöcke itnd der federnd nachgiebigen Klebstoffabdichtung.

Die hier beanspruchte Vorrichtung stellt eine Verbesserung von Trennpatronen dar, die aus Glaswolle bestehende, mit Kunstharz getränkte Ringe verwenden, die aber vorher nicht zusammengepreßt, also vorverdichtet sind und die infolgedessen in der Patrone zusammengedrückt und im zusammengedrückten oder verdichteten Zustand auf mechanische Weise gehalten werden müssen.

Es ist mühsam und zeitraubend, eine solche Patrone durch Verdichten aufeinanderliegender Glaswollestapel von einer Dicke von 20 bis 40 cm auf eine solche von 25 mm zusammenzudrücken und diesen Aforgang dreißigmal oder öfter zu wiederholen, um eine einzige Patrone zu erhalten. Dabei werden die Ringe oft zerknittert oder anderweitig beschädigt, so daß die Patrone Kanäle aufweist, die von dem zu Trennvorrichtung zum Abscheiden
von Wasser aus Kohlenwasserstoffölen

Anmelder:
Bowser, Inc.,
Fort Wayne, Ind. (V, St₁ A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. Κ. Boehmert und Dipl.-Ing. A. Boehmert₁
Patentanwälte, Bremen 1, Feldstr. 24

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 9. Dezember 1953

:

Harvey Ellsworth Marvel, Fort Wayne, Ind. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

trennenden Gemisch durchflossen werden. Außerdem kann sich auch der Verdichtungsgrad auf der Länge der Patrone ändern.

Zur Behebung dieser Mängel ist eine Patrone entwickelt worden, die aus einer mit einem Kunstharz, beispielsweise einem Phenolformaldehyd, zusammengeklebten Glaswolle besteht, bei der die Glaswolle während des Härtens des Kunstharzes zusammengedrückt wird, so daß sie im zusammengepreßten Zustand von dem polymerisierten Kunstharz gehalten wird.

Dem Material kann verschiedene Dichte gegeben werden, bevorzugt wird jedoch eine Dichte von 0,128 kg/dm⁸.

Das Material wird in rechteckigen Platten oder Blöcken hergestellt, die in dem vorverdichteten, also nicht durch mechanische Mittel unter Druck gehaltenen Zustand etwa 50 mm dick sind. Von dem Block werden mehrere rohrförmige Teile 1 abgeschnitten, die vorzugsweise rechteckig oder quadratisch sind und abgerundete Innen- und Außenecken haben.

Zur Herstellung eines einzigen Einsatzes 1 A wird eine genügende Zahl dieser annähernd 50 mm dicken Abschnitte frei auf einen Kern zu einer Länge von 86 bis 89 cm gestapelt. Die Abschnitte können mit einer Kleb schicht 42 (Fig. 4) miteinander verbunden werden, sind aber meist frei aufeinandergesetzt.

909 530/364

1

Eine Hülle 2 (Baumwollschlauch aus Ränderware), die eine radiale Ausdehnung ermöglicht, wird über die aufeinandergestapelten Teile gezogen. Die Enden der "Hülle 2 werden über die Stirnflächen der Endabsehnitte gezogen und darauf mit einem nachgiebigen Kitt festgeklebt. Der Überzug ist sowohl für Wasser als auch für Öl durchlässig. Nach dem Härten des.Kittes wird die fertige Patrone von dem Kern abgezogen und ist fertig zur .Verwendung.

Da die Patrone den auftretenden Druckgefällen ohne äußere Abstützung nicht standhalten könnte, wird sie in einen Käfig 3 eingesetzt, dessen Querschnitt dem der Patrone ähnlich ist und der aus ge-IocrTtem Blech besteht. Die Abmessungen der Patrone und des Käfigs sind so .gewählt, daß die mit dem i$ Überzug versehene Patrone leicht in den Käfig gleitet, jedoch sollen Käfig und Patrone in angemessenen Grenzen dicht aneinanderliegen, so daß die Patrone durch das von innen nach außen wirkende Druckgefälle nicht übermäßig belastet wird.

Der Käfig 3 hat eine untere Bodenwand 5 mit vier nach unten gerichteten Ansätzen 7, die an ihren freien Enden 8 nach außen gebogen sind. Die Bodenwand wird in den Käfig 3 so tief eingeschoben, daß die Enden 8 an der unteren Slirnkante des Käfigs 3 anliegen. Die Bodenwand wird am Käfig beispielsweise durch Schweißen befestigt;- Die Bodenwand hat eine Miitelöfrnung 9 und ist vertieft, so daß eine Mittelvertiefung 11 entsteht, die_: ■rum Einmitten eines Verbindungsstückes oder einer Muffe 13 dient, die dann an der Bodenwand mittels' der Naht 15 angeschweißt wird. · _ _;

Das Verbindungsstück 13 hat nahe dem an der Bodenwand 5 befestigten Ende eine Ausdrehung 17, in der eine Dichtung 19 liegt. Das andere Stirnende ,35 des Verbindungsstückes 13 hat eine kegelförmige Ausdrehung 21, die nach innen* zu einem Gewindeabschnitt 23 konvergiert "und" die das -Verbindungsstück auf.-einem Nippel 25 führt, - der von dem Zwischenboden 27 des Behälters 29 nach oben ragt. Das Verbindungsstück 13 hat auf seiner Außenseite eine Ringnut31-, deren Zweck später, beschrieben:-wird.
, Das obere Ende des Käfigs ist von einem Auf satzstück 35 aus Winkelprofil umgeben, dessen unterer Schenkel 33 -an.der Außenwand des Käfigs nahe dessen oberem Ende angeschweißt .oder anderweitig befestigt ist, während die Oberfläche des waagerechten Schenkels mit der Stirnseite des Käfigs in einer Ebene liegt. Das Aufsatzstück 35 liegt völlig außerhalb des Käfigs, so daß es das Einsetzen und Herausziehen einer Patrone nicht' hindert. -

Eine kreisförmige Kappe 37 hat einen axial nach unten gerichteten, das Aufs atz stück 35 umgebenden Umfangsflansch 39, der auf seiner Außenfläche eine TRingnut 41 für einen später beschriebenen Zweck hat. Der Ring 35 hat Gewindebohrungen, und die Kappe 37 -hat öffnungen zur Aufnahme von Schrauben 43', die die Kappe 37 in der gegebenen Stellung auf dem Auf satzstück 35 halten. Die Kappe 37 und die Boden-.Weind 5 haben ebene Innenflächen, die an den Stirn-.enden einer "in den Käfig eingesetzten Patrone anliegen.

Wie erwähnt, hat die Patrone im nicht eingebauten "Zustand eine Länge von 86 bis 89 cm, während der Abstand zwischen der ebenen Innenfläche der Bodenwand 5 und der ebenen Innenfläche der Kappe 37 bei aufgesetzter Kappe annähernd 80 cm beträgt. Die Patrone wird daher während des "Atifsetzens der Kappe 37 erheblich zusammengedrückt. Die Stirnflächen der Patrone liegen mit Druck an den Innen-136

flächen der Bodenwand und der Kappe auf dem gesamten Umfang der Patrone an, so daß ein Durchsickern von Flüssigkeit zwischen Patrone, Bodenwand und Kappe ausgeschlossen ist. Das Zusammendrücken gibt auch die Sicherheit, daß sich jeder aus Glaswolle bestehende Patronenabschnitt 1 abdichtend an die benachbarten Abschnitte anlegt, wenn diese Abschnitte nicht zusammengeklebt sind.

Um eine Dichtung zwischen den Stirnenden der Patrone und den Innenflächen der Bodenwand und der Kappe zu erzielen, kann ferner ein nachgiebiges Klebemittel oder ein Kitt 40 auf den über die Stirnenden des Glaswolleeinsatzes gefalteten Hüllenteil in solcher Menge aufgebracht werden, daß die Zwischenräume der gestrickten Hülle ausgefüllt sind. Der Kitt liegt in einer geschlossenen Schicht an den Flächen und der Patrone an, so daß eine sichere Abdichtung erzielt wird.

Die äußere Auffanghülle 43 besteht aus einem zylindrischen Schlauch 45 eines Gewebes aus Polyamidkunststoff oder eines Einbindegewebes aus 25 °/o Wolle und 75% Baumwolle. Der Schlauch 45 ist an seinem unteren Ende an der Nahtstelle 47 mit einem nach unten ragenden zylindrischen Schlauch 49 aus Leinentueh verbunden. Eine Bindeschnur 51, beispielsweise ein aus mercerisierter Baumwolle bestehender Schnürsenkel, zieht die oberen Kanten der Auffanghülle 43 in die Nut 41. Die Bindeschnur 51 wird von der Nut 41 gehalten, in die sich die Schnur und der dazwischenliegende Teil der Hülle 43 einlegt.

. Für bestimmte Flüssigkeitsgemische und Emulsionen hat sich die Verwendung eines aus rostfreiem Stahl bestehenden Siebes mit' etwa 40 Maschen je cm² für den.oberen Abschnitt der Auffanghülle als zufriedenstellend erwiesen.

Eine ähnliche Schnur 53 kann auch zur Befestigung des unteren Teiles des Schlauches 49 an dem Verbindungsstück 13 dienen, wobei die Nut 31 die Bindeschnur und das Gewebe an der gegebenen Stelle hält. Der Gewebeschlauch ist vorzugsweise in einer nach unten gerichteten Schleife zum" Verbindungsstück 13 (Fig. 3) geführt, so daß eine Tasche oder Zelle zur Aufnahme des Wassers gebildet wird.

Der Oberabschnitt der Hülle 49 endet mehrere Zentimeter vor dem unteren Ende des Käfigs 3, so daß das von dem oberen Abschnitt der Hülle, zurückgehaltene Wasser nach unten strömt/ bis "es den unteren wasserdurchlässigen Teil der Hülle erreicht. Das nach unten strömende AVasser wird in der Tasche der Hülle 43 aufgefangen und fließt dann in den unteren Teil der Kammer 57. Der leichtere Bestandteil der Flüssigkeit fließt durch den oberen Abschnitt der Hülle 43 und sammelt sich in dem oberen Teil der Kammer 57, bis" eier'Spiegel der Flüssigkeit den oberen Rand des Ablaufrohres 63 erreicht.

Der Behälter 29 (Fig. 1) hat einen Zwischenboden 27, der den Behälter in eine Einlaßkammer 55 und eine Auslaßkammer 57 unterteilt Ein aufklappbarer Deckel 59 des Behälters macht den Innenraum der Kammer 57 zugänglich.

Eine Einlaßleitung 60 ist mit der Kammer 55 verbunden. Die Auslaßleitung 61 weist ein Rohr 63 auf, das den Zwischenboden 27 durchsetzt und nahe dem oberen Ende der Kammer 57 endet. In dem Zwischenboden 27 ist ein Ablaufrohr 65 befestigt, das mit dem unteren Teil der Kammer 57 in Verbindung steht. Die Nippel 25 sind in dem Zwischenboden 27 befestigt und sind an dem einen Ende mit der Einlaßkammer 55 und an dem anderen Ende mit der Patrone verbunden.

Claims

,Das in den Einlaß 60 einströmende Kohlenwaseerstoff-Wasser-Gremisch durchströmt Kammer 55, Nippel 25 und Verbindungsstücke 13, strömt radial nach außen durch die Patrone 1 und dann durch die Hülle 2 und den Käfig 3 in den Raum zwischen dem Käfig und der Innenwand der Hülle 43, die mittels des über den Käfig seitlich hinausragenden Deckels 37 (Fig. 3) im Abstand von dem Käfig gehalten wird. Beim Ausströmen aus der Patrone ist das Kohlenwasserstoff-Wasser-Gemisch in seine flüssigen Bestandteile getrennt. Bei Wasser-öl-Emulsionen setzt sich das Wasser auf dem Boden ab. Die Hülle verhindert, daß Wasser von dem Öl mitgenommen wird. Die Wassertröpfchen werden von dem zylindrischen Sammelschlauch 45 aufgefangen und fließen an diesem entlang nach unten, während das Öl die Hülle sehr schnell durchströmt. Das Wasser wird in der am unteren Zylinder 49 geformten Tasche des aus wasserdurchlässigem Leinentuch bestehenden unteren Hüllenabschnitts aufgefangen. Das das Leinentuch 49 durchströmende Wasser sammelt sich auf dem Zwischenboden 27 der Kammer 57 und wird, wenn erforderlich, durch das Ablaufrohr 65 abgeleitet. Die Kohlenwasserstoffe werden in der Nähe des oberen Endes der Kammer 57 abgezogen, um die Möglichkeit zu verringern, daß eingeschlossenes Wasser in die Auslaufleitung gelangt. Beim Entleeren oder Füllen des Behälters 29 wird die Entlüftungsleitung geöffnet. Patentansprüche:

1. Trennvorrichtung zum Abscheiden von Wasser aus Kohlenwasserstoffen, die eine Patrone mit einem mit einem Bindemittel durchtränkten porösen Aufbau enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau aus vorverdichtet abgebundenem, faserigem, Wasser koaleszierendem Glasmaterial bestehr.

2. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone aus einem Stapel (IA) von blockförmigen harzgebundenen Glasfaserelementen (1) besteht, der von einer Hülle (2) aus flüssigkeitsdurchlässigem Material, beispielsweise gewirktem Baumwollstoff, umschlossen ist.

3. Trennvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (2) aus einem gewirkten Schlauch besteht, dessen Enden über die Stirnenden des Stapels (IA) gefaltet und an diesen Stirnenden befestigt sind.

4. Trennvorrichtung mit einer Patrone nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an dem einen Stirnende der Patrone befindliche Bodenwand (5),

durch einen an dem anderen Stirnende der Patrone befindlichen Verschluß (37) und durch einen die Patrone umgebenden gelochten Käfig (3), dessen Stirnenden an der Bodenwand (5) bzw. an dem Verschluß (37) befestigt sind, wobei die Bodenwand (5) mit einer Flüssigkeitseinlaßleitung (13) verbunden ist.

5. Trennvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Hülle (2) überzogene Patrone an ihren beiden Stirnenden an der Bodenwand (5) bzw. an der Kappe (37) mit einem nachgiebigen Klebemittel (40) abdichtend befestigt ist.

6. Trennvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß aus einer Kappe (37) mit einem nach unten gerichteten Umfangsflansch (39), der an seiner Außenseite mit einer Nut (41) versehen ist, besteht und mittels Schrauben (43') an einem Auf satzstück (35) aus Winkelprofil verbunden ist, dessen nach unten gerichtete Schenkel (33) an der Außenseite des Käfigs (3) befestigt sind, wobei die Kappe (37) eine ebene, abdichtend an der Patrone anliegende Innenfläche aufweist.

7. Trennvorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einbaufertige Patrone vor dem Einbau eine größere Länge aufweist, als dem Abstand zwischen der Bodenwand (5) und dem Verschluß (37) entspricht.

8. Trennvorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwand (5) nach unten gerichtete, auf dem Umfang befindliche Ansätze (7) hat, an denen der Käfig· (3) befestigt ist.

9. Trennvorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 8, gekennzeichnet durch eine den Käfig (3) mit Abstand umschließende, am Verschluß befestigte äußere Auffanghülle (43), deren oberer Abschnitt (45) aus einem für das abgetrennte Wasser nichtdurchlässigen Material, beispielsweise Polyamidgewebe, und deren unterer Abschntt (49) aus einem das Wasser durchlassenden Material, beispielsweise Leinentuch, besteht.

10. Trennvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone im wesentlichen einen quadratischen Querschnitt mit abgerundeten Eclcen hat und daß der zwischen dem unteren Abschnitt (49) der Auffanghülle (43) und der Patrone befindliche Raum eine Tasche bildet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 588 794.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen